在类 Unix 系统中将 Nginx 源码导入 CLion 并调试运行

零、写在最前面

0.1 关于系统

如标题所述，本文的操作需要一个类 Unix 系统（MacOS、CentOS、Ubuntu 等）。
同时这些类 Unix 系统还需要有 gcc 编译器。具体如何搞定这些编译器的内容不在本文范围内，忽略之。
提示：MacOS 自带 C 语言编译器，比较方便，推荐使用。
0.2 关于版本

本文作者测试过的 Nginx 源码版本是 1.16.0 & 1.20.0 & 1.25.0，基本上认为在 [1.16.0 - 1.25.0] 之间的版本都是 OK 的，其他版本请注意区别。
作者学习 Nginx 源码的版本是 1.16.0，可以和这个版本保持一致。
 
一、背景

想要对 Nginx 源码进行深入学习并了解：

• 架构是怎样的？
  
• 多进程还是多线程？
  
• 哪些高级数据结构？
  
• 内存如何管理？
  
• 配置文件如何解析，如何热加载？
  
• Epoll 事件机制？
  
• 负载均衡如何实现的，如何扩展？
  

但是 Nginx 源码是用 C 语言编写的，且默认使用 Makefile 来构建，不利于导入 CLion 和调试。
于是，需要想办法将其转换为 CMake 工程，这样用 CLion 调试和运行很方便。
 
二、获取 Nginx 源码

方式一（不太推荐）：官网链接
注意下载合适的版本
方式二（推荐）：Github 链接
下载后切换到合适的版本
 
三、生成 CMakeLists.txt

3.1 创建 bash 脚本文件 cmake

执行命令：    cd /home/cyh/nginx  （作者的 Nginx 根目录、后续都是这个目录）
执行命令：    vim auto/cmake
        cmake 文件的内容一共 46 行，具体如下：

1. 1 #!/usr/bin/env bash
2. 2 NGX_CMAKE_FILE=CMakeLists.txt
3. 3 NGX_CMAKE_TMP=$NGX_OBJS/tmp
4. 4
5. 5 #output includes
6. 6 cmake_ngx_incs=`echo $CORE_INCS $NGX_OBJS $HTTP_INCS $MAIL_INCS \
7. 7              sed -e "s/  *\([^ ][^ ]*\)/$ngx_regex_cont\1/g" \
8. 8                    -e "s/\//$ngx_regex_dirsep/g"`
9. 9 cat << END                                  > $NGX_CMAKE_TMP
10. 10 cmake_minimum_required(VERSION 3.6)
11. 11 include_directories(
12. 12     .
13. 13     $cmake_ngx_incs)
14. 14 END
15. 15
16. 16 #output src
17. 17 cmake_ngx_src="$CORE_SRCS $HTTP_SRCS $MAIL_SRCS $NGX_MISC_SRCS $NGX_ADDON_SRCS $NGX_SHARED_SRCS"
18. 18
19. 19 cmake_ngx_src=`echo $cmake_ngx_src | sed -e "s/  *\([^ ][^ ]*\)/$ngx_regex_cont\1/g"\
20. 20                              -e "s/\//$ngx_regex_dirsep/g"`
21. 21
22. 22 cat << END                                    >> $NGX_CMAKE_TMP
23. 23 set(SOURCE_FILES
24. 24     $NGX_OBJS/ngx_modules.c
25. 25     $cmake_ngx_src)
26. 26 END
27. 27
28. 28 #output target
29. 29 cat << END                                   >> $NGX_CMAKE_TMP
30. 30 add_executable(nginx \${SOURCE_FILES})
31. 31 END
32. 32
33. 33
34. 34 #output lib
35. 35 echo ${CORE_LIBS}
36. 36 CMAKE_CORE_LIBS=`echo ${CORE_LIBS} | sed -e "s/-l//g"`
37. 37
38. 38 cat << END                                   >> $NGX_CMAKE_TMP
39. 39 target_link_libraries(nginx $CMAKE_CORE_LIBS)
40. 40 END
41. 41
42. 42 if [ -f $NGX_CMAKE_TMP ]
43. 43 then
44. 44     (cat $NGX_CMAKE_TMP | sed -e "s/\\\//g") > $NGX_CMAKE_FILE
45. 45     rm $NGX_CMAKE_TMP
46. 46 fi

复制代码

继续执行命令：    vim auto/configure
在原来的 . auto/make 的前面，添加一行，内容是：    . auto/cmake
如下图所示：

3.2 执行 configure 脚本生成 CMakeLists.txt 文件

执行命令：    ./auto/configure --prefix="./" --without-http_rewrite_module --without-http_gzip_module
命令说明：

• 执行 auto/configure 这个脚本
  
• --prefix 指定前缀
  
• --without-http_rewrite_module 编译时不要 HTTP 重写模块（要的话，需要安装其他的依赖包，增加复杂度）
  
• --without-http_gzip_module 编译时不要 HTTP 压缩模块（要的话，需要安装其他的依赖包，增加复杂度）
  

命令执行成功的效果，如下图所示：

最终在 nginx 源码根目录会生成一个 CMakeLists.txt 文件。同时会生成 objs 目录以及里面的几个文件。
如下图所示：

3.3 用 CLion 打开这个 Nginx 工程

此步骤起提示作用，具体操作省略。

3.4 修改 CMakeLists.txt 文件
       

将 include_directories 指令进行修改，内容如下，否则 clion 会将 /root 目录也作为头文件的搜索路径，这是没有必要的。 

1. include_directories(
2.     .
3.     src/core src/event src/event/modules src/os/unix objs src/http src/http/modules)

复制代码

注意查看生成的 CMakeLists.txt 文件的内容，如果缺少下图中的这一行的话，自行补充上去一下。 
具体如图所示：

 
四、创建 nginx 运行时必要的目录和文件


CLion 这个编辑器，调试过程中的产物都位于 cmake-build-debug 目录下，因此需要在这个目录下创建相关文件。
方式一：执行如下的命令
        　　mkdir -p cmake-build-debug/logs
        　　cp -fr conf cmake-build-debug/
        　　cp -fr html cmake-build-debug/
        方式二：鼠标右键操作
打开 CLion 后，直接通过鼠标拷贝，效果是一样的。
最终的想要效果，如下图所示：

 
五、修改 nginx 配置文件

方式一：执行如下的命令
　　vim cmake-build-debug/conf/nginx.conf
方式二：直接在 CLion 中编辑文件
不管那种方式，最终的目标是在文件开头新增如下两行内容，表示 nginx 处于前台运行并且是单进程模式工作。

1. daemon off;
2. master_process off;

复制代码

最终的效果如下：

 
六、clion 打开 nginx 源码进行调试

在 src/core/nginx.c 中找 main() 方法，右键点击运行或者调试。

运行成功后，打开浏览器输入 localhost 或者 locaolhost:80 就可以看到 Nginx 的那个标准首页了。
如图所示：

 
七、总结

使用 CLion 调试 nginx 需要依赖于 CMakeLists.txt 文件。
        而 CMakeLists.txt 文件是通过 nginx 源码目录下的 auto/configure 脚本来生成。
        有了 CMakeLists.txt 文件，只需要创建 nginx 运行时必须使用到的目录和文件，打开 clion 找到 main 方法点击调试即可。
 
八、我的 Nginx 源码

在这里
 
九、参考文档

clion本地调试nginx-1.22.1
使用 CLion debug 跟踪 nginx/OpenResty 源码
 
十、书籍推荐

书名	作者	版次	Nginx 源码版本	推荐指数	其他信息
《Nginx 底层设计与源码分析》	聂松松，赵禹，施洪宝	2023.12	1.16.0	4星	版本较新，内容全面，难易适中 作为第一本学习 Nginx 的书籍
《深入理解 Nginx 模块开发与架构解析》	陶辉	2019.09	1.0.14	3星	书很好，但是版本比较老了，内容比较深 作为第二本学习 Nginx 的书籍
《Nginx 高性能Web服务开发详解》	苗泽	2013.10	1.2.3	2星	版本比较老，后续有空再来学习吧

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